西工大工程材料金屬材料

西工大工程材料金屬材料第1頁/共145頁1、按用途分類

工程用鋼建筑、橋梁、船舶、車輛滲碳鋼調(diào)質(zhì)鋼彈簧鋼滾動(dòng)軸承鋼耐磨鋼機(jī)器用鋼結(jié)構(gòu)鋼刃具鋼模具鋼量具鋼工具鋼不銹鋼耐熱鋼特殊性能鋼擠壓模具（二）鋼的通常分類第2頁/共145頁2、按化學(xué)成分分類

中碳鋼

0.25~0.6%C高碳鋼0.6%C低碳鋼

0.25%C低合金鋼合金元素總量5%中合金鋼合金元素總量5~10%高合金鋼合金元素總量10%碳素鋼合金鋼第3頁/共145頁鋼類碳素鋼合金鋼P(yáng)SPS普通質(zhì)量鋼≤0.045≤0.045≤0.045≤0.045優(yōu)質(zhì)鋼≤0.035≤0.035≤0.035≤0.035高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼≤0.030≤0.030≤0.025≤0.025特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼≤0.025≤0.020≤0.025≤0.0153、按質(zhì)量分類鋼的質(zhì)量是以磷、硫的含量來劃分的。分為普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼和特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼.根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，各質(zhì)量等級(jí)鋼的磷、硫含量如下：第4頁/共145頁4、按冶煉方法分類平爐煉鋼平爐鋼轉(zhuǎn)爐鋼電爐鋼

按爐別分珠光體鋼貝氏體鋼馬氏體鋼鐵素體鋼奧氏體鋼萊氏體鋼按正火組織分亞共析鋼共析鋼過共析鋼按退火組織分5、按金相組織分類第5頁/共145頁齒輪刀具（三）鋼的編號(hào)我國鋼材的編號(hào)是采用漢語拼音字母、化學(xué)元素符號(hào)和阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的方法。采用漢語拼音字母表示鋼產(chǎn)品的名稱、用途、特性和工藝方法時(shí)，一般從代表鋼產(chǎn)品名稱的漢字的漢語拼音中選取第一個(gè)字母.第6頁/共145頁1、普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q+最低屈服強(qiáng)度值+質(zhì)量等級(jí)符號(hào)+脫氧方法符號(hào)Q表示“屈服強(qiáng)度”；屈服強(qiáng)度值單位是MPa；質(zhì)量等級(jí)符號(hào)為A、B、C、D、E。由A到E，其P、S含量依次下降，質(zhì)量提高。脫氧方法符號(hào):沸騰鋼—F；鎮(zhèn)靜鋼—Z；半鎮(zhèn)靜鋼—b；特殊鎮(zhèn)靜鋼—TZ。如碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)表示為Q235AF、Q235BZ。鋼板第7頁/共145頁低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼都是鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼，其牌號(hào)中沒有表示脫氧方法的符號(hào)。如Q345C。根據(jù)需要，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)也可以采用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字（表示平均含碳量的萬分之幾）和化學(xué)元素符號(hào)，按順序表示，如16Mn。*說明：通常情況下，屈服強(qiáng)度值小300MPa時(shí)為碳素結(jié)構(gòu)鋼，大于300MPa時(shí)為低合金高強(qiáng)度鋼。熱連軋鋼板第8頁/共145頁齒輪加工方鋼2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)用兩位數(shù)字表示。這兩位數(shù)字表示鋼平均含碳量的萬分之幾。如45鋼—平均含碳量為萬分之四十五（即0.45%）的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。第9頁/共145頁3.碳素工具鋼T+數(shù)字T表示“碳素工具鋼”；數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾.如T8—其平均含碳量為千分之八(0.8%C)。*說明：碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)以上質(zhì)量的。高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號(hào)后加“A”，如T8A。絲錐銼刀第10頁/共145頁4.合金結(jié)構(gòu)鋼該類鋼的牌號(hào)由“數(shù)字+元素+數(shù)字”三部分組成。前兩位數(shù)字表示平均碳含量的萬分之幾合金元素以漢字或化學(xué)元素符號(hào)表示合金元素后面的數(shù)字表示該元素的近似含量，單位是百分之幾第11頁/共145頁5.合金工具鋼含碳量+合金元素符號(hào)+該元素百分含量+……當(dāng)含碳量小于1.00%時(shí)，含碳量用一位數(shù)字標(biāo)明，這一位數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾，如8MnSi.當(dāng)含碳量大于1.00%時(shí)，不標(biāo)含碳量。高速鋼不標(biāo)含碳量，如W6Mo5Cr4V2(含0.85%C).**含鉻量小于1%時(shí)，在含鉻量(以千分之一為單位)前加數(shù)字“0”，如Cr06。銑刀第12頁/共145頁6、滾動(dòng)軸承鋼G+Cr+鉻含量(不標(biāo)含碳量)“G”表示“滾動(dòng)軸承鋼”。*鉻含量以千分之一為單位.如“GCr15”的平均含鉻量為1.5%。滲碳軸承鋼牌號(hào)的表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同，僅在牌號(hào)頭部加字母“G”，如“G20CrNiMo”。第13頁/共145頁7、不銹鋼和耐熱鋼含碳量+合金元素符號(hào)+該元素百分含量+……含碳量以千分之一為單位。8、鑄鋼ZG+兩位數(shù)字ZG表示“鑄鋼”；兩位數(shù)字表示平均含碳量的萬分之幾,如ZG25.第14頁/共145頁二、結(jié)構(gòu)鋼對(duì)結(jié)構(gòu)鋼的性能要求為：使用性能以強(qiáng)韌性為主。工藝性能以可焊性、淬透性為主。合金結(jié)構(gòu)鋼除少量為中高合金鋼外，都是低合金鋼.銅陵長江公路大橋第15頁/共145頁1、用途常以熱軋板、帶、棒及型鋼使用，用量約占鋼材總量的70%。用于建筑結(jié)構(gòu)，適合焊接、鉚接、栓接等。螺紋鋼黃河小浪底樞紐工程（一）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼第16頁/共145頁2、成分特點(diǎn)及鋼種：<0.4%C,P、S量及非金屬夾雜較多.性能：可焊性、塑性好。熱處理：不進(jìn)行專門熱處理，熱軋空冷態(tài)下使用。使用狀態(tài)下組織：F+P螺紋鋼圓鋼第17頁/共145頁1、對(duì)低合金高強(qiáng)度鋼的性能要求⑴高強(qiáng)度。⑵高韌性。⑶良好的焊接性能和冷成型性能2、化學(xué)成分特點(diǎn)⑴低碳：≤0.2%C.⑵合金元素：主要是Mn，還有少量V、Ti、Nb等。（二）低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼第18頁/共145頁3、熱處理特點(diǎn)：大多數(shù)熱軋空冷后使用。少數(shù)可用正火+高溫回火處理。4、鋼種、牌號(hào)與用途：低合金高強(qiáng)鋼合金元素細(xì)化晶粒作用①

Mn的作用是強(qiáng)化鐵素體；增加珠光體的量。②

V、Ti、Nb等起細(xì)化晶粒和彌散強(qiáng)化作用。

③

另外加Cu、P可提高耐蝕性；加Re（錸）可提高韌性、疲勞極限，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。第19頁/共145頁Q345鋼(16Mn)綜合性能好，用于船舶、橋梁、車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。Q390鋼含V、Ti、Nb，強(qiáng)度高，用于中等壓力的壓力容器。Q460鋼含Mo、B，正火組織為貝氏體，強(qiáng)度高,用于石化中溫高壓容器.南京長江大橋第20頁/共145頁1、典型滲碳零件的工作條件、失效方式及性能要求：制造滲碳零件的鋼種。⑴表面具有高硬度、高耐磨性，心部具有足夠的韌性和強(qiáng)度，即表硬里韌。⑵良好的熱處理性能,如淬透性和滲碳能力。（三）滲碳鋼滲碳爐滲碳件—傳動(dòng)齒輪第21頁/共145頁2、化學(xué)成分特點(diǎn)⑴低碳：0.1~0.25%C⑵合金元素作用：①提高淬透性：

Cr、Mn、Ni、B②強(qiáng)化鐵素體：

Cr、Mn、Ni③細(xì)化晶粒：

W、Mo、Ti、V滲碳件高精密獨(dú)立導(dǎo)柱第22頁/共145頁滲碳淬火后的表層組織3、熱處理特點(diǎn)滲碳件的加工工藝路線為：下料→鍛造→正火→機(jī)加工→滲碳→淬火+低溫回火正火目的為調(diào)整硬度，便于切削加工。淬火溫度一般為

Ac1+(orAc3)30-50℃。(一次淬火或二次淬火）4、使用狀態(tài)下組織心部：M回+F表層：M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)；第23頁/共145頁4、滲碳鋼種、牌號(hào)與用途（1）低淬透性鋼：20、20Cr。柴油機(jī)凸輪軸活塞銷(20Cr)用于受力小的耐磨件，如柴油機(jī)的活塞銷、凸輪軸等。第24頁/共145頁（2）中淬透性鋼：20CrMnTi。用于中等載荷的耐磨件，如變速箱齒輪。（3）高淬透性鋼：18Cr2Ni4WA.用于大載荷的耐磨件，如柴油機(jī)曲軸。增壓柴油機(jī)曲軸汽車變速箱齒輪第25頁/共145頁調(diào)質(zhì)件（螺桿）1、典型調(diào)質(zhì)零件的工作條件、失效方式及性能要求

⑴良好的綜合力學(xué)性能。高強(qiáng)度和良好塑性⑵良好的淬透性。（四）調(diào)質(zhì)鋼第26頁/共145頁2、化學(xué)成分特點(diǎn)⑴中碳：0.3~0.5%C⑵合金元素作用：①提高淬透性:Mn、Si、Cr、Ni、B②強(qiáng)化鐵素體:Mn、Si、Cr、Ni③細(xì)化晶粒:Ti、V④防止第二類回火脆性:W、Mo調(diào)質(zhì)件（冷卻輪）破碎機(jī)主軸第27頁/共145頁3、熱處理特點(diǎn)調(diào)質(zhì)件的加工工藝路線為：下料→鍛造→退火→粗加工→調(diào)質(zhì)→精加工→調(diào)質(zhì)目的：使用狀態(tài)下的組織為：為提高表面耐磨性，調(diào)質(zhì)后可進(jìn)行表面淬火或氮化?；鼗鹚魇象w調(diào)質(zhì)處理車間(表面淬火+低溫回火)→裝配①為表面淬火作組織準(zhǔn)備；②獲得最終心部組織.表面：

M回；心部：S回第28頁/共145頁柴油機(jī)凸輪軸4、鋼種、牌號(hào)與用途（1）低淬透性鋼：

D0油<30~40mm,常用45、40Cr,用于制造較小的齒輪、軸、螺栓等。（2）中淬透性鋼：

D0油≈40~60mm，常用40CrNi，用于制造大中型零件。第29頁/共145頁（3）高淬透性鋼：D0油>60mm,常用40CrNiMo,用于制造大截面重載荷零件，如曲軸等。合金結(jié)構(gòu)鋼曲軸單缸汽車曲軸第30頁/共145頁1、典型彈簧零件的工作條件、失效方式及性能要求：制造彈簧或類似性能零件的鋼種。彈簧是利用彈性變形儲(chǔ)存能量或緩和沖擊的零件。⑴高的σs，σs/σb；高的σ-1；足夠的韌性⑵高的淬透性。（五）彈簧鋼第31頁/共145頁2、化學(xué)成分特點(diǎn)⑴中高碳：碳素彈簧鋼為0.6~0.9%C合金彈簧鋼為0.45~0.7%C⑵合金元素作用：①提高淬透性、強(qiáng)化鐵素體：Mn、Si、Cr②

提高s/b：Si③

細(xì)化晶粒：V汽車彈簧彈簧絲第32頁/共145頁3、熱處理特點(diǎn)⑴冷成型彈簧：冷拔→冷成型→定型處理(250~300℃)。鉛淬冷拔；油淬回火；退火用于<φ10mm彈簧。⑵熱成型彈簧：熱成型→淬火+中溫回火使用狀態(tài)下的組織：T回用于大截面彈簧(>φ10mm)汽車板簧淬火線冷卷螺旋壓縮彈簧第33頁/共145頁4、鋼種、牌號(hào)與用途（1）Si、Mn彈簧鋼，如65Mn、60Si2Mn，用于制造較大截面彈簧。（2）Cr、V彈簧鋼，如50CrV，用于大截面、大載荷、耐熱的彈簧。大型熱卷彈簧汽車板簧第34頁/共145頁⑴高而均勻的硬度和耐磨性。⑵高的b和接觸疲勞強(qiáng)度。⑶足夠的韌性、淬透性和耐蝕性.（六）滾動(dòng)軸承鋼1、典型滾珠軸承零件的工作條件、失效方式及性能要求：用于制造軸承套和滾動(dòng)體的專用鋼種。承受接觸應(yīng)力(達(dá)3000~3500MPa)、周期性交變載荷(頻率達(dá)數(shù)萬次/分)和摩擦。圓柱滾子軸承自動(dòng)調(diào)心球軸承第35頁/共145頁2、化學(xué)成分特點(diǎn)⑴高碳：0.95~1.10%C⑵合金元素：以Cr為主,加入Mn、Si。Cr、Mn、Si的主要作用是提高淬透性。推力球軸承滾針軸承Cr還提高耐磨性（形成合金滲碳體）和耐蝕性。當(dāng)>1.65%Cr時(shí),會(huì)因A’增加而使硬度和穩(wěn)定性下降。第36頁/共145頁3、熱處理特點(diǎn)滾動(dòng)軸承鋼是過共析鋼。⑴熱處理：球化退火+淬火+低溫回火⑵組織：

M回+顆粒狀碳化+A’(少量)淬火后進(jìn)行冷處理(-60~-80℃),可以減少A’、穩(wěn)定尺寸.軸承生產(chǎn)車間第37頁/共145頁滾針軸承滾柱軸承滾珠軸承大型軸承4、鋼種、牌號(hào)與用途應(yīng)用最廣的是GCr15，大量用于大中型軸承；大型軸承用GCr15SiMn。這類鋼還可用于制造模具、量具等.向心球軸承第38頁/共145頁三、工具鋼按用途分為:刃具鋼模具鋼量具鋼模具刃具量具第39頁/共145頁（一）刃具鋼切削加工高硬度

(≥HRC60),主要取決于含碳量。高耐磨性

靠高硬度和析出細(xì)小均勻硬碳化物來達(dá)到。高熱硬性

即高溫下保持高硬度的能力。足夠的韌性

以防止脆斷和崩刃。第40頁/共145頁2.碳素工具鋼共有七個(gè)牌號(hào)：T7~T13（1）化學(xué)成分特點(diǎn)：高碳(0.65~1.35%C)

隨含碳量提高，碳化物量增加，耐磨性提高，但韌性下降。

碳素工具鋼帶碳素工具鋼材料第41頁/共145頁（2）熱處理特點(diǎn)⑴熱處理：正火+球化退火+淬火+低溫回火球化退火目的：①降低硬度,便于加工;②為淬火作組織準(zhǔn)備。⑵使用狀態(tài)下的組織：M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)

球狀珠光體T12鋼正常淬火組織第42頁/共145頁3、性能特點(diǎn)由于碳鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的手工工具和低速刃具。4、鋼種、牌號(hào)與用途T7~T9：制造承受沖擊的工具，如木工工具：沖子、鑿子、錘子等。木工鑿手錘木工鉆第43頁/共145頁T10~T11：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、車刀等。T12~T13：制造耐磨工具，如銼刀、鋸條等。絲錐銼刀手鋸條鉆頭第44頁/共145頁（1）化學(xué)成分特點(diǎn)：高碳：0.75~1.5%C

合金元素作用①提高淬透性:Cr、Mn、Si②

提高回火穩(wěn)定性：Si③提高耐磨性、細(xì)化晶粒:W、V3.低合金工具鋼主要用于低速切削由碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素(≤3~5%)形成。

低合金工具鋼制品第45頁/共145頁（2）熱處理特點(diǎn)同碳素工具鋼，只是淬火介質(zhì)為油(碳素工具鋼為水)。使用狀態(tài)下的組織為：

M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)（3）性能特點(diǎn)●鍛壓及切削加工性降低（4）鋼種、牌號(hào)與用途應(yīng)用最多的是9SiCr。用于制造形狀復(fù)雜、要求變形小的低速刃具，如絲錐、板牙等.

絲錐板牙低合金工具鋼扳手第46頁/共145頁（1）化學(xué)成分特點(diǎn)高碳:0.70~1.5%C

合金元素作用①

提高淬透性：Cr②

提高熱硬性、耐磨性:W、Mo、V4.高速鋼制造高速切削刃具用鋼。高速鋼冷軋鋼帶高速鋼形材第47頁/共145頁W18Cr4V鋼的鑄態(tài)組織（2）鑄造及熱處理特點(diǎn)加工工藝路線：下料→鍛造→球化退火→機(jī)加工→淬火→回火→磨削高速鋼是萊氏體鋼，其鑄態(tài)組織為亞共晶組織，由魚骨狀萊氏體與樹枝狀M+T組成，脆性大且無法熱處理改善。第48頁/共145頁退火目的：降低硬度，便于切加工；為淬火作組織準(zhǔn)備。退火后組織：

S+顆粒狀碳化物鍛造目的：打碎粗大的魚骨狀碳化物，使其均勻分布于基體中。W18Cr4V鋼的退火組織第49頁/共145頁淬火目的:獲得高合金元素含量的馬氏體。因此淬火溫度高(>1200℃)。淬火后組織：

M+未溶碳化物(~10%)+A’(~20%)W18Cr4V鋼的淬火組織第50頁/共145頁

的碳化物，產(chǎn)生二次硬化。②碳及合金元素含量下降，Ms點(diǎn)上升，回火冷卻時(shí)，A’轉(zhuǎn)變?yōu)镸。多次回火是促進(jìn)A‘轉(zhuǎn)變?yōu)镸回?；鼗鹉康模褐饕獮闇p少A’。消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定組織。常用560℃三次回火.回火時(shí)的組織變化：①析出W、Mo、V高速鋼硬度與回火溫度關(guān)系第51頁/共145頁W18Cr4V鋼熱處理工藝示意圖第52頁/共145頁(4)鋼種、牌號(hào)與用途常用鋼號(hào)為W18Cr4V(18-4-1)和W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)。用于高速切削刃具，如車刀、刨刀、銑刀、鉆頭等。銑刀高速鋼銑刀（3）性能特點(diǎn)耐磨、耐高溫（600℃）第53頁/共145頁汽車沖壓模具1.冷作模具鋼制造金屬冷成型模具鋼種.(1)冷模具的工作條件、失效方式和性能要求：高硬度和耐磨性。足夠的強(qiáng)度和韌性。良好的工藝性能（淬透性、切削加工性等）（二）模具鋼第54頁/共145頁(2)化學(xué)成分特點(diǎn)：高碳(1.4~2.3%C)；高鉻(11.5~13%Cr)合金元素作用：

Cr提高淬透性；

Mo、V提高耐磨性，細(xì)化晶粒。

Cr12鋼冷沖壓件第55頁/共145頁（3）鍛造及熱處理特點(diǎn)：Cr12型模具鋼也是萊氏體鋼，需進(jìn)行鍛造、退火,目的同高速鋼.（4）鋼種、牌號(hào)與用途：常用鋼號(hào)為Cr12和Cr12MoV。用于制造冷沖模、擠壓模等。最終熱處理為:淬火+低溫回火使用狀態(tài)下的組織:M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)汽車外板冷沖模第56頁/共145頁2.熱作模具鋼（1）熱模具的工作條件失效方式和性能要求：高溫下良好的綜合力學(xué)性能。

抗熱疲勞性能。高的淬透性和良好的導(dǎo)熱性。曲軸模具熱模鍛曲軸毛坯第57頁/共145頁熱鐓模凸緣模（2）化學(xué)成分特點(diǎn)：

成分特點(diǎn)、合金元素作用及熱處理同調(diào)質(zhì)鋼（3）熱處理特點(diǎn)：

淬火+高溫回火使用狀態(tài)下的組織:S回（4）鋼種、牌號(hào)與用途：

5CrNiMo、5CrMnMo、

3Cr2W8V等。第58頁/共145頁制造各種量具用鋼。如千分尺、卡尺、塊規(guī)、塞規(guī)等。（三）量具鋼卡尺塞規(guī)千分尺第59頁/共145頁1、量具鋼的工作條件、失效方式和性能要求：量具在使用過程中與被測零件接觸，承受摩擦和沖擊。⑴高硬度和耐磨性。⑵高的尺寸穩(wěn)定性。⑶足夠的韌性。漸開線花鍵環(huán)規(guī)、塞規(guī)矩形花鍵環(huán)規(guī)、塞規(guī)光面量規(guī)第60頁/共145頁3.量具鋼的熱處理特點(diǎn)⑴淬火前預(yù)備熱處理采用球化退火或調(diào)質(zhì)處理。⑵下限溫度淬火及冷處理（-70~80℃）。目的是減少A’。⑶長時(shí)間低溫時(shí)效，以消除內(nèi)應(yīng)力，降低馬氏體的正方度。2.化學(xué)成分特點(diǎn)：與低合金刃具鋼相同第61頁/共145頁四、特殊性能鋼

特殊性能鋼是指具有特殊物理、化學(xué)性能的鋼。本節(jié)只介紹不銹鋼和耐熱鋼。第62頁/共145頁化工管道的腐蝕裂解管內(nèi)壁的高溫腐蝕減薄（1）化學(xué)腐蝕是指金屬在非電解質(zhì)中的腐蝕。（2）電化學(xué)腐蝕是指金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕，是有電流參與作用的腐蝕。（一）不銹鋼1.金屬腐蝕的基本概念：金屬的腐蝕分化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。

第63頁/共145頁防止電化學(xué)腐蝕的措施：①獲得均勻的單相組織。提高合金的電極電位②減少兩極之間的電極電位差，提高陽極電極電位③使表面形成致密的鈍化膜。第64頁/共145頁2.不銹鋼的工作條件、失效方式及性能要求：1）良好的耐蝕性2）良好的力學(xué)性能3）良好的工藝性能4）價(jià)格低廉3.化學(xué)成分特點(diǎn)：

碳含量為0.08~0.95%，主加元素為Cr、Ni，輔加元素為Ti、Nb、Mo、Cu、Mn、N。第65頁/共145頁低碳：碳高，則降低耐蝕性。Cr：是提高耐蝕性的主要元素①形成穩(wěn)定致密的Cr2O3氧化膜.②Cr含量大于13%時(shí)，形成單相鐵素體組織。③提高基體電極電位Ni：獲得單相奧氏體組織。Mo：耐有機(jī)酸腐蝕。Ti,Nb:防止奧氏體鋼晶間腐蝕.第66頁/共145頁晶間腐蝕是沿晶粒周界發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，危害很大.它是由于Cr23C6析出于晶界，使晶界附近Cr含量降到12%以下，在介質(zhì)作用下發(fā)生強(qiáng)烈腐蝕。加Ti、Nb則先于Cr與C形成不易溶于奧氏體的碳化物,避免晶界貧Cr。奧氏體不銹鋼晶界的Cr23C6析出晶間腐蝕第67頁/共145頁（1）奧氏體型主要是18-8（18Cr-8Ni）型不銹鋼。低碳

性能特點(diǎn)：具有良好的耐蝕性，冷熱加工性及可焊性。高的塑韌性,無磁性。熱處理：采用固溶處理。即加熱到1100℃使碳化物溶解后水冷。組織為單相奧氏體。不銹鋼帶4.常用不銹鋼第68頁/共145頁1Cr17削片刀（2）鐵素體不銹鋼典型鋼號(hào)如0Cr13、1Cr17等。成分：高鉻低碳

無α?γ相變，不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。組織：單相鐵素體性能特點(diǎn)：耐酸蝕，抗氧化能力強(qiáng)，塑性好。但有脆化傾向。第69頁/共145頁（3）馬氏體不銹鋼主要是Cr13型不銹鋼鋼號(hào)為1Cr13~4Cr13隨含碳量提高，強(qiáng)度、硬度提高，耐蝕性下降.1Cr13、2Cr13熱處理:淬火+高溫回火使用狀態(tài)下的組織:S回不銹鋼棒第70頁/共145頁3Cr13、4Cr13熱處理：淬火+低溫回火。使用狀態(tài)下的組織：M回。具有較高強(qiáng)度、硬度。用于要求耐蝕、耐磨件，醫(yī)療器械、量具等。不銹鋼刀（4）奧氏體—馬氏體沉淀硬化型含碳量0.04~0.13%，含鉻量15~17%，另外加入少量的Al、Mo、Ti、Nb等元素。第71頁/共145頁1.耐熱鋼的工作條件、失效方式及性能要求：(1)高的抗氧化性(2)高的高溫力學(xué)性能(3)組織穩(wěn)定性高(4)膨脹系數(shù)小，導(dǎo)熱性好(5)工藝性及經(jīng)濟(jì)性好2.提高鋼的抗氧化性和熱強(qiáng)性的途徑:（二）耐熱鋼第72頁/共145頁①固溶強(qiáng)化；②第二相強(qiáng)化；③晶界強(qiáng)化(加入B、Zr等降低晶界能量)高溫合金中的‘析出相高溫合金中的彎曲晶界裂紋中止于晶界顆粒狀析出物第73頁/共145頁渦輪機(jī)機(jī)殼1）珠光體型熱強(qiáng)鋼常用鋼號(hào)為15CrMo、12Cr1MoV，是低合金鋼。合金元素作用：Cr提高抗氧化性；Mo提高熱強(qiáng)性(T再);V彌散強(qiáng)化。3.常用耐熱鋼（1）抗氧化鋼（2）熱強(qiáng)鋼第74頁/共145頁2）馬氏體型熱強(qiáng)鋼常用鋼號(hào)為1Cr13、

1Cr11MoV,4Cr9Si2合金元素作用：Cr、Si提高抗氧化性;Mo提高熱強(qiáng)性(T再);V彌散強(qiáng)化。熱處理：調(diào)質(zhì)。組織：S回。汽輪機(jī)葉片第75頁/共145頁過熱器管排過熱器集箱3）奧氏體型熱強(qiáng)鋼最典型鋼號(hào)是1Cr18Ni9Ti。Cr的作用是提高抗氧化性；Ni的作用是獲得單相奧氏體;Ti的作用是彌散強(qiáng)化。熱處理采用固溶處理或固溶加時(shí)效組織為單相A。主要用于過熱器管道等。固溶處理（solutiontreatment）：指將合金加熱到高溫單相區(qū)恒溫保持，使過剩相充分溶解到固溶體中后快速冷卻，以得到過飽和固溶體的熱處理工藝。

第76頁/共145頁高錳鋼廣泛用于既要求耐磨又要求耐沖擊的零件。如拖拉機(jī)的履帶板、破碎機(jī)牙板和鐵路轍岔等.

履帶球磨機(jī)襯板挖掘機(jī)鏟齒鐵路轍岔耐磨鋼的工作條件、失效方式和性能要求（三）耐磨鋼第77頁/共145頁2.化學(xué)成分特點(diǎn)只有ZGMn13一個(gè)鋼號(hào).⑴

高碳：1.0~1.3%C

以保持高耐磨性。⑵高錳：11~14%Mn

以保證形成奧氏體組織.3.熱處理特點(diǎn)鑄態(tài)組織為奧氏體+碳化物,性能硬而脆.熱處理采用水韌處理。即將鋼加熱到1100℃，使碳化物溶入奧氏體，并進(jìn)行水淬。(注意奧氏體硬度低）室溫組織為過飽和單相奧氏體。ZGMn13鋼在熱處理過程中，ZGMn13鋼中由于含有較多穩(wěn)定奧氏體的元素Mn,馬氏體相變的開始溫度Ms低于室溫。沒有發(fā)生奧氏體向馬氏體的相變,因而不同于一般熱處理中鋼的淬火,稱為“水韌處理”。第78頁/共145頁4.性能特點(diǎn)水韌處理后，韌性高，硬度低.使用時(shí)必須伴隨著壓力和沖擊作用。在壓力及沖擊作用下，表面奧氏體迅速加工硬化，形成馬氏體并析出碳化物，使表面硬度提高到HB500~550，獲得高耐磨性。而心部仍為奧氏體組織,具有高耐沖擊能力。顎式破碎機(jī)挖掘機(jī)表層馬氏體磨損后繼續(xù)相變第79頁/共145頁鋼號(hào)鋼種合金元素的主要作用熱處理特點(diǎn)使用狀態(tài)下組織Q345低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼Mn:強(qiáng)化F，增加P量，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度熱軋空冷F+P65Mn彈簧鋼Mn:提高淬透性，強(qiáng)化F淬火+中溫回火T回ZGMn13耐磨鋼Mn:獲得單相A組織水韌處理表:M+碳化物心:A20Cr滲碳鋼Cr:提高淬透性，強(qiáng)化F滲碳+淬火+低溫回火表:M回+顆粒狀碳化物+A’心:M回+F40Cr調(diào)質(zhì)鋼Cr:提高淬透性，強(qiáng)化F調(diào)質(zhì)處理S回9SiCr低合金工具鋼Cr:提高淬透性淬火+低溫回火M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)GCr15滾動(dòng)軸承鋼Cr:提高淬透性，耐磨性、耐蝕性淬火+低溫回火M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)1Cr13馬氏體不銹鋼Cr:提高耐蝕性淬火+高溫回火S回5CrNiMo熱作模具鋼Cr、Ni:提高淬透性，強(qiáng)化F淬火+高溫回火S回Mo:防止高溫回火脆性Cr12MoV冷作模具鋼Mo:細(xì)化晶粒，提高耐磨性淬火+低溫回火M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)W18Cr4V高速鋼V:提高耐磨性、熱硬性淬火+回火三次M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)1Cr18Ni9Ti不銹鋼Ti:防止晶間腐蝕固溶處理A第80頁/共145頁

直徑為25mm的40CrNiMo棒料毛坯，經(jīng)正火處理后硬度高很難切削加工，這是什么原因？試設(shè)計(jì)一個(gè)最簡單的熱處理方法以提高其機(jī)械加工性能。判斷下列鋼號(hào)的鋼種、成分、常用的熱處理方法及使用狀態(tài)下的顯微組織：T8、16Mn、20Cr、40Cr、20CrMnTi、4Cr13、GCr15、3Cr2W8V、9CrSi、1Cr18Ni9Ti。作業(yè)第81頁/共145頁第二節(jié)鑄鐵鑄鐵是含碳量大于2.11%并含有較多硅、錳、硫、磷等元素的多元鐵基合金。鑄鐵具有許多優(yōu)良的性能及生產(chǎn)簡便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而是應(yīng)用最廣泛的材料之一。

第82頁/共145頁一、鑄鐵的分類1、根據(jù)碳在鑄鐵中存在的形式分類灰口鑄鐵碳大部分以游離態(tài)的石墨形式存在，其斷口呈現(xiàn)暗灰色。是目前應(yīng)用最廣泛的一類鑄鐵。白口鑄鐵碳大部分以Fe3C的形式存在，斷口呈銀白色。麻口鑄鐵碳一部分以石墨形式存在，另一部分以Fe3C的形式存在，斷口夾雜著白亮的滲碳體和暗灰色的石墨。第83頁/共145頁2、根據(jù)鑄鐵中石墨的形態(tài)進(jìn)行分類

灰鑄鐵(石墨為片狀)；可鍛鑄鐵(石墨為團(tuán)絮狀)；球墨鑄鐵(石墨為球狀)；蠕墨鑄鐵(石墨為蠕蟲狀)第84頁/共145頁(一)鑄鐵的石墨化過程Fe3C是亞穩(wěn)相，在一定條件下將發(fā)生分解：

Fe3C→3Fe+C（石墨）二、鑄鐵的石墨化及其影響因素石墨是碳的單質(zhì)之一，其強(qiáng)度、塑性、韌性幾乎為零。鑄鐵中的碳除少量固溶于基體中外，主要以化合態(tài)的滲碳體(Fe3C)和游離態(tài)的石墨(G)兩種形式存在。第85頁/共145頁存在兩個(gè)鐵碳相圖：Fe-Fe3C和Fe-G雙重相圖L+GL+Fe3C第86頁/共145頁鑄鐵的石墨化過程:鑄鐵中的碳原子析出形成石墨的過程稱為石墨化。鑄鐵中的石墨可以在結(jié)晶過程中直接析出,也可以由滲碳體加熱時(shí)分解得到。石墨化分三個(gè)階段：第一階段：液體結(jié)晶和共晶反應(yīng)生成石墨第二階段：沿E’S’析出二次石墨第三階段：在P’S’K’線以下發(fā)生的石墨化包括冷卻時(shí)共析石墨的析出和加熱時(shí)共析滲碳體的分解。第87頁/共145頁（二）影響鑄鐵石墨化的因素（1）冷卻速度的影響鑄件冷卻緩慢，有利于碳原子的充分?jǐn)U散，結(jié)晶將按Fe-G相圖進(jìn)行，因而促進(jìn)石墨化。WC+Wsi(%)鑄件壁厚和碳硅含量對(duì)鑄鐵組織的影響

快冷時(shí)由于過冷度大，結(jié)晶將按Fe-Fe3C相圖進(jìn)行,不利于石墨化.第88頁/共145頁（2）化學(xué)成分的影響

碳和硅是強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化的元素。碳、硅含量過低，易出現(xiàn)白口組織，力學(xué)性能和鑄造性能變差。碳、硅含量過高,會(huì)使石墨數(shù)量多且粗大，基體內(nèi)鐵素體量增多，降低鑄件的性能.SiC白口鑄鐵灰口鑄鐵麻口鑄鐵共晶碳、硅含量對(duì)鑄鐵石墨化的影響碳、硅量控制范圍：2.5~4.0%C，1.0~3.0%Si。第89頁/共145頁三、常用普通鑄鐵（一）灰鑄鐵灰鑄鐵是指石墨呈片狀分布的灰口鑄鐵。牌號(hào)：HT+數(shù)字，數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度。化學(xué)成分：wc2.5~4.0%,wSi1.0~3.0%,wMn0.5~1.3%灰鑄鐵的基體組織有鐵素體、珠光體和鐵素體加珠光體三種?；诣T鐵齒輪箱第90頁/共145頁（二）可鍛鑄鐵用于制造形狀復(fù)雜且承受振動(dòng)載荷的薄壁小型件，如汽車、拖拉機(jī)的前后輪殼、管接頭、低壓閥門等?？慑戣T鐵管件第91頁/共145頁石墨呈團(tuán)絮狀的灰口鑄鐵，是由白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火獲得的。牌號(hào)：KT+數(shù)字+數(shù)字，后面的兩組數(shù)字分別表示最低抗拉強(qiáng)度和最低伸長率組織：基體(F、P)＋團(tuán)絮狀G鐵素體基體可鍛鑄鐵又稱黑心可鍛鑄鐵。性能：強(qiáng)度為碳鋼的４0~７0%，接近于鑄鋼。名為可鍛，實(shí)不可鍛第92頁/共145頁（三）球墨鑄鐵石墨呈球形的灰口鑄鐵。液態(tài)鐵水經(jīng)石墨球化得到.組織：基體（F、F+P、P）+球狀G球狀石墨是液態(tài)鐵水經(jīng)球化處理得到的。球化劑為鎂、稀土鎂。硅鐵硅鈣稀土鎂為避免白口，并使石墨細(xì)小均勻，在球化處理同時(shí)還進(jìn)行孕育處理。常用孕育劑為硅鐵和硅鈣合金。第93頁/共145頁性能與熱處理強(qiáng)度是碳鋼的70~90%。球墨鑄鐵的突出特點(diǎn)是屈強(qiáng)比(0.2/b)高,約為0.7~0.8,而鋼一般只有0.3~0.5。球墨鑄鐵可進(jìn)行各種熱處理,如退火、正火、淬火加回火、等溫淬火等。第94頁/共145頁球墨鑄鐵的熱處理特點(diǎn)是：①奧氏體化溫度比碳鋼高，由于硅含量高;②淬透性比碳鋼高;③奧氏體中碳含量可控。制品(軋輥與輥環(huán))組織貝氏體基球墨鑄鐵用途承受震動(dòng)、載荷大的零件，如曲軸、傳動(dòng)齒輪等。第95頁/共145頁（四）蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種新型鑄鐵.蠕墨鑄鐵是液態(tài)鐵水經(jīng)蠕化處理和孕育處理得到的.蠕化劑為鎂鈦合金、稀土鎂鈣合金、孕育劑為稀土硅鐵鈣合金等。

蠕墨鑄鐵的組織：

基體（F、F+P、P）+蠕蟲狀G

蠕墨鑄鐵中的石墨第96頁/共145頁蠕墨鑄鐵的強(qiáng)度、塑性和抗疲勞性能優(yōu)于灰鑄鐵，其力學(xué)性能介于灰鑄鐵與球墨鑄鐵之間。蠕墨鑄鐵常用于制造承受熱循環(huán)載荷的零件和結(jié)構(gòu)復(fù)雜、強(qiáng)度要求高的鑄件。如鋼錠模、玻璃模具、柴油機(jī)汽缸、汽缸蓋、排氣閥、液壓閥的閥體、耐壓泵的泵體等。玻璃模具第97頁/共145頁（五）特殊性能鑄鐵在鑄鐵中加入某些元素，以形成具有特殊性能的鑄鐵(又稱合金鑄鐵)。（1）耐磨鑄鐵灰鑄鐵中提高P磷含量；白口鑄鐵中加入Cr、Ni、

Mo、V等元素。（2）耐熱鑄鐵加入Al、Si、Cr（3）耐蝕鑄鐵向鑄鐵中加入Si、Al、

Cr、Cu、Ni、P等元素。第98頁/共145頁液壓泵發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸第99頁/共145頁第三節(jié)有色金屬及其合金

在工業(yè)生產(chǎn)中，通常把鐵及其合金稱為黑色金屬，把其他非鐵金屬及其合金稱為有色金屬。同時(shí)把密度低于4.5×103kg/m3的金屬稱為輕金屬。第100頁/共145頁一、鋁及鋁合金

（一）純鋁純鋁具有銀白色金屬光澤，密度小(2.72)，熔點(diǎn)低(660.4℃)(2)導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能優(yōu)良。(3)耐大氣腐蝕，易于加工成形(4)具有面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無磁性。鋁合金制造的機(jī)翼第101頁/共145頁（二）鋁合金鋁合金既具有高強(qiáng)度又保持純鋁的優(yōu)良特性。鋁合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等，此外還有Cr、Ni、Ti、Zr等輔加元素。

1.鋁合金的分類鋁合金一般具有有限固溶型共晶相圖?？蓪X合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。變形鋁合金又分為可熱處理強(qiáng)化和不可熱處理強(qiáng)化兩類.第102頁/共145頁2.鋁合金的強(qiáng)化

（2）時(shí)效強(qiáng)化時(shí)效是指將過飽和的固溶體加熱到固溶線以下某溫度保溫，以析出彌散強(qiáng)化相的熱處理。

（1）固溶強(qiáng)化固溶處理是指將合金加熱到固溶線以上，保溫并淬火后獲得過飽和的單相固溶體組織的處理。加熱固溶淬火過飽和時(shí)效析出第103頁/共145頁在室溫下進(jìn)行的時(shí)效稱自然時(shí)效；在加熱條件下進(jìn)行的時(shí)效稱人工時(shí)效。時(shí)效強(qiáng)化效果與加熱溫度和保溫時(shí)間有關(guān)。

溫度一定時(shí)，隨時(shí)效時(shí)間延長，時(shí)效曲線上出現(xiàn)峰值，超過峰值時(shí)間，析出相聚集長大，強(qiáng)度下降，為過時(shí)效。隨時(shí)效溫度提高，峰值強(qiáng)度下降，出現(xiàn)峰值的時(shí)間提前。含4%Cu鋁合金的時(shí)效曲線

時(shí)效時(shí)間/d第104頁/共145頁以Al-4%Cu合金為例：該合金的時(shí)效基本過程可以概括為：合金淬火過飽和α固溶體形成銅原子富集區(qū)(GP[Ⅰ]區(qū))銅原子富集區(qū)有序化(GP[Ⅱ]區(qū))

形成過渡相θ′

析出平衡相(CuAl2)+平衡的α固溶體。

（3）細(xì)化組織強(qiáng)化在鋁合金中添加微量元素細(xì)化組織提高鋁合金力學(xué)性能(既提高強(qiáng)度又改善塑性)。（4）冷變形強(qiáng)化對(duì)合金進(jìn)行冷變形，能增加其內(nèi)部的位錯(cuò)密度，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，提高合金強(qiáng)度。這對(duì)不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化的鋁合金提供了強(qiáng)化的途徑和方法。第105頁/共145頁3、變形鋁合金變形鋁及鋁合金牌號(hào)表示方法根據(jù)國標(biāo)規(guī)定，變形鋁及鋁合金可直接引用國際四位數(shù)字體系牌號(hào)或采用國標(biāo)規(guī)定的四位字符牌號(hào)。全世界鋁的用量百萬噸一次生產(chǎn)量二次回收量總用量第106頁/共145頁GB3190-82中的舊牌號(hào)仍可繼續(xù)使用，表示方法為:防銹鋁合金：LF+序號(hào)硬鋁合金LY+序號(hào)超硬鋁合金：LC+序號(hào)鍛鋁合金：LD+序號(hào)鋁合金波紋管鋁合金制品鋁是可以回收利用的金屬第107頁/共145頁（1）防銹鋁合金主要是Al-Mn和Al-Mg系合金。Mn和Mg主要作用是提高抗蝕能力和塑性，并起固溶強(qiáng)化作用。衛(wèi)星天線（LF2）防銹鋁合金鍛造退火后組織為單相固溶體，抗蝕性、焊接性能好，易于變形加工，但切削性能差。不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，常利用加工硬化提高其強(qiáng)度。第108頁/共145頁(2)硬鋁合金主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn。可進(jìn)行時(shí)效強(qiáng)化，也可進(jìn)行變形強(qiáng)化。強(qiáng)度、硬度高，加工性能好，耐蝕性低于防銹鋁。常用硬鋁合金如LY11(2A11)、LY12(2A12)等，用于制造沖壓件、模鍛件和鉚接件，如螺旋槳、梁、鉚釘?shù)?

飛機(jī)翼梁(腹板為硬鋁合金)第109頁/共145頁（3）超硬鋁合金屬Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量Cr和Mn。時(shí)效強(qiáng)化效果超過硬鋁合金.熱態(tài)塑性好，但耐蝕性差。常用合金有LC4(7A04)、LC9(7A09)等，主要用于工作溫度較低、受力較大的結(jié)構(gòu)件,如飛機(jī)大梁、起落架等.飛機(jī)主起落架第110頁/共145頁（4）鍛鋁合金Al-Cu-Mg-Si系合金可鍛性好，力學(xué)性能高，用于形狀復(fù)雜的鍛件和模鍛件，如噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉輪、導(dǎo)風(fēng)輪等.壓氣機(jī)葉片Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐熱鍛鋁合金常用牌號(hào)有LD7(2A70)、LD8(2A80)、LD9(2A90)等。用于制造150~225℃下工作的零件，如壓氣機(jī)葉片、超音速飛機(jī)蒙皮等。第111頁/共145頁4.鑄造鋁合金Al-Si系：代號(hào)為ZL1+兩位數(shù)字順序號(hào)Al-Cu系：代號(hào)為ZL2+兩位數(shù)字順序號(hào)Al-Mg系：代號(hào)為ZL3+兩位數(shù)字順序號(hào)Al-Zn系：代號(hào)為ZL4+兩位數(shù)字順序號(hào)⑴Al-Si系鑄造鋁合金又稱硅鋁明。其中ZL102(ZAlSi12)是含12%Si的鋁硅二元合金，稱為簡單硅鋁明.第112頁/共145頁

在普通鑄造條件下，ZL102組織幾乎全部為共晶體，由粗針狀的硅晶體和固溶體組成，強(qiáng)度和塑性都較差。生產(chǎn)上通常用鈉鹽變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理，得到細(xì)小均勻的共晶體加一次固溶體組織，以提高性能。未變質(zhì)處理

經(jīng)變質(zhì)處理

ZL102的鑄態(tài)組織第113頁/共145頁加入其他合金元素的鋁硅鑄造合金稱復(fù)雜(或特殊)硅鋁明。Al-Si系鑄造鋁合金的鑄造性能好，具有優(yōu)良的耐蝕性、耐熱性和焊接性能?；钊糜谥圃祜w機(jī)、儀表、電動(dòng)機(jī)殼體、汽缸體、風(fēng)機(jī)葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)活塞等。第114頁/共145頁⑵其它鑄造鋁合金Al-Cu系鑄造鋁合金這類合金的耐熱性好，強(qiáng)度較高；但密度大，鑄造性能、耐蝕性能差，強(qiáng)度低于Al-Si系合金。汽缸頭常用代號(hào)有ZL201(ZAlCu5Mn)、ZL203(ZAlCu4)等。主要用于制造在較高溫度下工作的高強(qiáng)零件，如內(nèi)燃機(jī)汽缸頭、汽車活塞等。第115頁/共145頁Al-Mg系鑄造鋁合金這類合金的耐蝕性好，強(qiáng)度高，密度??；但鑄造性能差,耐熱性低。常用代號(hào)為ZL301(ZAlMg10)、ZL303(ZAlMg5Si1)等.主要用于制造外形簡單、承受沖擊載荷、在腐蝕性介質(zhì)下工作的零件，如艦船配件、氨用泵體等。鼓風(fēng)機(jī)密封件等(ZL102、301)第116頁/共145頁Al-Zn系鑄造鋁合金這類合金的鑄造性能好，強(qiáng)度較高，可自然時(shí)效強(qiáng)化；但密度大，耐蝕性較差。大型空壓機(jī)活塞(ZL401)常用代號(hào)為ZL401(ZAlZn11Si7)、ZL402(ZAlZn6Mg)等.主要用于制造形狀復(fù)雜受力較小的汽車、飛機(jī)、儀器零件。第117頁/共145頁二、銅及銅合金

（一）純銅純銅呈紫紅色，故又稱紫銅，具有面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無磁性。純銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，在大氣、淡水和冷凝水中有良好的耐蝕性。塑性好。無氫脆現(xiàn)象。T1-T4；OFC無氧銅熱軋銅合金無氧銅第118頁/共145頁銅合金常加元素為Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Zr、Cr等，既提高了強(qiáng)度，又保持了純銅特性.銅合金分為黃銅、青銅、白銅三大類。銅管銅與黃銅帶第119頁/共145頁（二）銅合金1.黃銅（Cu-Zn）以鋅為主要合金元素的銅合金稱為黃銅。黃銅按化學(xué)成分可分為普通黃銅和特殊黃銅。按工藝可分為加工黃銅和鑄造黃銅。黃銅鑄件黃銅棒第120頁/共145頁（1）普通黃銅銅與鋅的二元合金稱為普通黃銅。加工普通黃銅的牌號(hào)為：H(黃)+表示銅平均百分含量的數(shù)字，如H68。從銅鋅合金相圖可以看出黃銅有和+’

兩種組織,分別稱單相黃銅和兩相黃銅。

第121頁/共145頁單相黃銅塑性好。常用牌號(hào)有H80、H70、H68。適于制造冷變形零件，如彈殼、冷凝器管等。兩相黃銅熱塑性好,強(qiáng)度高.常用牌號(hào)有H59、H62。適于制造受力件，如墊圈、彈簧、導(dǎo)管、散熱器等。冷凝器管汽車機(jī)油泵襯套第122頁/共145頁（2）特殊黃銅在普通黃銅的基礎(chǔ)上加入Al、

Fe、Si、Mn、Pb、Sn、Ni等元素形成特殊黃銅。加工特殊黃銅的牌號(hào)為：H(黃)+主加元素符號(hào)(Zn除外)+銅平均百分含量+主加元素平均百分含量,如HPb59-1.

特殊黃銅強(qiáng)度、耐蝕性比普通黃銅好，鑄造性能改善。黃銅制品黃銅棒第123頁/共145頁常用牌號(hào)有HPb63-3、HAl60-1-1、HSn62-1、HFe59-1-1、ZCuZn38Mn2Pb2、ZCuZn16Si4等。主要用于船舶及化工零件，如冷凝管、齒輪、螺旋槳、軸承、襯套及閥體等。第124頁/共145頁2.青銅除黃銅和白銅外的其他銅合金統(tǒng)稱為青銅。加工青銅的牌號(hào)為：Q+主加元素符號(hào)及其平均百分含量+其他元素平均百分含量如QSn4-3(含4%Sn、3%Zn).常用青銅有錫青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅、鉛青銅等。

青銅制品第125頁/共145頁（1）錫青銅是以錫為主加元素的銅合金，錫含量一般為3~14%。錫青銅鑄造流動(dòng)性差，鑄件密度低，易滲漏，但體積收縮率在有色金屬中最小。錫青銅耐蝕性良好，在大氣、海水及無機(jī)鹽溶液中的耐蝕性比純銅和黃銅好，但在硫酸、鹽酸和氨水中的耐蝕性較差。錫青銅錠Cu-Sn相圖第126頁/共145頁常用牌號(hào)有QSn4-3、

QSn6.5-0.1、

ZCuSn10Pb1等。主要用于耐蝕承載件,如彈簧、軸承、齒輪軸、蝸輪、墊圈等。錫青銅管船用青銅軟管快速接頭閥(錫青銅閥體、閥蓋)第127頁/共145頁（2）鋁青銅以鋁為主加元素的銅合金，鋁含量為5~11%。強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐熱性及耐蝕性高于黃銅和錫青銅，鑄造性能好，但焊接性能差。

大型水力發(fā)電設(shè)備中的抗磨環(huán)常用牌號(hào)有QAl5、QAl7、ZCuAl8Mn13Fe3Ni2等。主要用于制造船舶、飛機(jī)及儀器中的高強(qiáng)、耐磨、耐蝕件，如齒輪、軸承、蝸輪、軸套、螺旋槳等。第128頁/共145頁（3）鈹青銅以鈹為主加元素的銅合金，鈹含量為1.7~2.5%。具有高的強(qiáng)度、彈性極限、耐磨性、耐蝕性，良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、冷熱加工及鑄造性能，但價(jià)格較貴.鈹青銅制品常用牌號(hào)有QBe2、QBe1.7、QBe1.9等。用于重要的彈性件、耐磨件，如精密彈簧、膜片，高速、高壓軸承及防爆工具、航海羅盤等重要機(jī)件.第129頁/共145頁普通白銅是Cu-Ni二元合金，具有較高的耐蝕性和抗腐蝕疲勞性能及優(yōu)良的冷熱加工性能。普通白銅牌號(hào)：B+鎳的平均百分含量，如B5。常用牌號(hào)有B5、B19等。用于在蒸汽和海水環(huán)境下工作的精密機(jī)械,儀表零件及冷凝器,蒸餾器,熱交換器等.

白銅件3.白銅以鎳為主要合金元素的銅合金稱白銅。分普通白銅和特殊白銅。第130頁/共145頁特殊白銅是在普通白銅基礎(chǔ)上添加Zn、Mn、Al等元素形成